INFRASTRUTTURE

Quando si progetta una infrastruttura

Gli ambienti di collaborazione nell’ambito del BIM infrastrutturale, applicazione ad un caso studio

Roberto Redaelli e Paolo Sattamino

21 AGOSTO 2020
digitale, bim, infrastrutture, strade e tecnologia

Il BIM applicato alle infrastrutture (Infrastructure Building Information Modelling), infraBIM di seguito, fa riferimento all’applicazione della metodologia e delle tecnologie nell’ambito delle opere viarie.

Le differenze della metodologia BIM applicata a edifici e a infrastrutture sono sostanziali: le prime, opere puntuali, si basano su metodologie e problematiche completamente diverse dalle seconde, che si sviluppano in maniera lineare, oltre ad essere interessate da problematiche di progettazione, esecuzione, gestione e manutenzione completamente diverse. Anche se la filosofia di base del BIM rimane la stessa, non è sufficiente applicare alle infrastrutture le stesse metodologie studiate specificamente per l’edilizia.

Soprattutto grazie all’emanazione del D.M. 560 del dicembre 2017, sono sempre più numerosi i progetti che si avvalgono della metodologia BIM nell’ambito viario.

Il relativo ritardo evolutivo dei modelli parametrici infrastrutturali, rispetto a quelli diffusamente impiegati in edilizia, dipende dall’evidente maggiore complessità dei primi; gli oggetti digitali per le grandi opere sono caratterizzati, infatti, da legami relazionali eterogenei con numerosi altri modelli territoriali di contesto. Nel “Decreto BIM”, in attuazione del Codice dei contratti, l’obbligatorietà della modellazione informativa nelle opere pubbliche è fissata a decorrere dal 1° gennaio 2019 per i lavori complessi di importo a base di gara pari o superiore a 100 milioni di euro, interessando, quindi, fra le prime, le grandi infrastrutture. Anche facendo riferimento alle altre soglie espresse nel DM 560, tantissime opere infrastrutturali anche medio piccole, ricadranno ben presto all’interno delle opere per le quali sarà obbligatorio l’utilizzo del BIM. Anche la norma UNI 11337:2017 specificamente, nella Parte 4, tratta il tema dello sviluppo informativo di modelli, elaborati e oggetti per gli interventi territoriali e le infrastrutture.

Una delle peculiarità poi più evidenti dell’infraBIM è la necessità di stabilire relazioni geometriche e di dati con le piattaforme GIS, che tipicamente si occupano di veicolare informazioni sul territorio. La sinergia tra questo tipo di informazioni e quelle dei modelli BIM infrastrutturali certamente permettono, se sfruttata a dovere, una notevole completezza della caratterizzazione di un’opera sia in termini di informazioni sia di collaborazione.

Stante questo scenario da alcuni anni le società di ingegneria, le imprese e le organizzazioni che operano in questo ambito si sono già attivate per realizzare modelli tridimensionali di opere viarie. Nell’ambito del BIM applicato alle infrastrutture sta quindi emergendo sempre più ciò che veramente si intenda con "lavorare in modalità BIM" e come già successo nelle altre discipline, molta attenzione viene spesso data all’aspetto della Modellazione tridimensionale degli oggetti appartenenti ad un’opera viaria. Come è noto, il BIM e la digitalizzazione sono prima di tutto una maturazione a livello metodologico e di processo. In questa operazione di digitalizzazione l’aspetto della modellazione è un fattore di notevole importanza ma certamente non esaurisce l’argomento. Il BIM in realtà è un vero e proprio processo alimentato (non solo) da modellazioni grafiche e informative che devono essere condivise attraverso tutte le fasi di lavoro, dalla pianificazione (studio di fattibilità di una strada ad esempio), alla progettazione, alla costruzione e fino alla gestione di un’infrastruttura; proprio per questi motivi è facile comprendere come la semplice modellazione 3D non sia sufficiente.

Interoperabilità in ambito BIM infrastrutturale

Anche nell’ambito BIM infrastrutturale è essenziale il concetto di interoperabilità. Si riprende quanto ormai da anni adottato nell’ambito del BIM “verticale”, cioè il BIM applicato agli edifici.

Notevole è stato, negli ultimi anni, lo sviluppo di formati “neutri” di interscambio dati nell’ambito del BIM applicato alle opere “puntuali”. Si può affermare che si è giunti oggi ad un buon livello di interoperabilità tra le discipline BIM applicate all’architettura, alle strutture ed agli impianti adottando il formato IFC (Industry Foundation Classes - UNI EN ISO 16739).

Il suddetto standard internazionale IFC, sviluppato da buildingSMART International, è il formato più utilizzato nel settore delle costruzioni per il trasferimento delle modellazioni BIM sviluppate in ambienti software differenti. Anche per gli attori della filiera delle infrastrutture è necessario disporre di formati di scambio neutri. Esiste un’ampia gamma di standard e formati di file disponibili per la condivisione dei dati: essi sono sia afferenti al mondo BIM così come alle specifiche legate al GIS curate da OGC (Open Geospatial Consortium).

Le piattaforme di modellazione BIM che operano in questo settore devono poter dialogare in molteplici modi: con gli strumenti di elaborazione dei dati del terreno allo scopo di importare la base dati dei rilievi (formati ad esempio quali il laser scanner); devono riuscire a recepire le modellazioni delle opere architettoniche, strutturali e impiantistiche, sfruttando  il formato IFC; infine nel caso in cui si desideri modellare un‘opera viaria a partire da preesistenti tracciati sviluppati in un’altra piattaforma potranno fare ricorso a formati che descrivano le informazioni degli elementi plano-altimetrici dei tracciati di queste opere viarie già realizzate; in questo caso si può fare uso del formato LandXML.

 

Collaborazione in ambito BIM infrastrutturale

Proseguendo è importante citare il tema della gestione dei “modelli collaborativi integrati”, una caratteristica rilevante per sviluppare una vera cooperazione tra i vari professionisti interessati ad un approccio BIM di un progetto infrastrutturale. Uno dei maggiori vantaggi di un approccio digitalizzato in ambito infrastrutturale è la fruizione in tempo reale di tutte le informazioni presenti in un progetto realizzato con metodologia BIM da parte di un team di lavoro, ognuno secondo i propri ambiti di competenza. Questo tipo di modello viene definito “Collaborativo e Integrato”.

Lo strumento (la piattaforma) utilizzata per la condivisione deve poter essere sfruttata da tutte le figure coinvolte nel progetto, non solo i progettisti. Il modello caricato nel server deve essere sempre aggiornato e disponibile, caratteristica che aiuta a diminuire i tempi necessari per lo scambio di informazioni tradizionale. Volendo fare riferimento all’efficacia di questo strumento si può prendere un caso estremamente diffuso nel nostro territorio. E’ un progetto di intervento realizzato da una Pubblica Amministrazione approfondito nel corso di una tesi di laurea del Politecnico di Milano. Si tratta di un tipico intervento sulla viabilità di un nodo stradale, sito nella Provincia di Como, che nel tempo, a causa dell’aumento di traffico, si è rivelato sempre più critico per quanto riguarda l’incidentalità.

In particolare, il nodo risulta insufficiente a gestire i flussi veicolari l’intersezione tra due strade provinciali. Ulteriori approfondimenti sulla dinamica degli incidenti hanno evidenziato che le cause sono da attribuirsi ad eccessive velocità di percorrenza e da svolte effettuate con imprudenza. È quindi derivata la scelta della soluzione progettuale che, tramite l’inserzione di due rotatorie e di aiuole spartitraffico centrali, pone in essere limitazioni fisiche all’eccesso di velocità ed all’esecuzione di manovre pericolose.

Allo scopo di verificare il raggiungimento degli obiettivi prefissati dalla realizzazione dell’opera, si è anche stabilito di attivare una fase di monitoraggio di sinistrosità nell’area dell’intervento.

L’attività di modellazione e gestione BIM infrastrutturale è stata condotta attraverso l’utilizzo di un software di BIM Authoring (Trimble Novapoint) e una piattaforma di collaborazione (Trimble Quadri) specifici per l’ambito infrastrutturale. È proprio sull’interazione che le tecnologie BIM per la collaborazione vengono in aiuto ai professionisti coinvolti, permettendo loro di interagire sia in fase progettuale sia nella fase di costruzione e manutenzione.Il tutto sfruttando soluzioni software di varia natura, da quelle attivabili da PC a quelle utilizzabili tramite device mobili; tutte facilmente accessibili.

In quest’ottica è possibile dialogare su varie tematiche associate ai contenuti informativi (grafici e alfanumerici) dell’intero modello così come della sua evoluzione nel tempo. Le comunicazioni rispetto a quanto accade nel modello (e nella realtà) rappresentano un aspetto fondamentale e per questo sempre più vengono gestite nel rispetto di procedure condivise e standard informatici internazionali (quali ad esempio il BIM Collaboration Format sviluppato da buildingSMART International).Grazie a questo approccio si è riusciti in poco tempo a costruire un database digitale sfruttabile non solo da chi ha eseguito l’opera di progettazione ma anche da chi andrà a realizzarla. Il tutto sarà disponibile per la Committenza per potrà mantenere nel tempo questa struttura di dati più organizzata e coerente. Questa impostazione di lavoro ha portato a poter gestire quindi diversi aspetti dell’opera a supporto del suo intero ciclo vita.

 

Altre innovazioni nell’ambito BIM infrastrutturale

Questi aspetti ben si inseriscono in un contesto di digitalizzazione che negli anni ha vissuto e sta tutt’ora vivendo una forte spinta evolutiva dal punto di vista sia delle tecnologie da ufficio che delle tecnologie al servizio del cantiere e in generale del sito dove si colloca l’opera. L’innovazione non si esaurisce certo con quanto finora descritto. A tal proposito si cita la sempre più diffusa richiesta di strumenti dedicati alla cosiddetta mixed reality in grado di assicurare un connubio tra realtà e mondo digitale.

Tra gli altri si cita ad esempio il caso dell’XR-10 di Trimble, un cosiddetto caschetto intelligente che in sinergia con Trimble Connect permette agli operatori in cantiere di muoversi ed interagire nel mondo reale integrando in esso ciò che invece deriva dall’ambito BIM. Queste apparecchiature si pongono come strumenti a fianco degli ambienti di modellazione ed aggregazione. Sono dispositivi che partono da questa base dati per realizzare un ambiente “virtuale” nel quale “immergersi”.

Costituiscono un altro ponte verso il cantiere in quanto consentono di poter prevedere ciò che si sta per realizzare. La realtà si unisce alla rappresentazione virtuale.

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